温度変化の速度を制限するための太陽電池ジオエンジニアリング

Solar geoengineering to limit the rate of temperature change.

• Douglas G MacMartin
• Ken Caldeira
• David W Keith

抄録

ソーラー・ジオエンジニアリングは、人為的気候変動による被害を軽減するためのツールとして提案されている。多くの場合、地球平均気温を一定に維持するためにジオエンジニアリングが利用されることを前提とした分析が行われている。このシナリオの下では、ジオエンジニアリングは無期限に（社会的な時間スケールで）、あるいは大気中の CO2 濃度が十分に低下するまで必要とされる。しかし、気候変動の影響は、その大きさだけでなく、変化の速度にも関係しています。そこで我々は、地球平均気温の変化率を抑制するためだけに太陽電池ジオエンジニアリングを利用するという代替シナリオを説明する。例えば、我々のシミュレーションでは、RCP4.5パスウェイの10年あたりの変化率の最大値約0.3℃を10年あたり0.1℃まで下げるには、160年間のジオエンジニアリングが必要であるが、RCP6.0では、必要とされる期間は2倍近くになる。我々は、フィードバック制御によって気候モデルの変化率を制限できることを実証した。最後に、太陽熱発電の使用を中止する決定をしたからといって、自動的に急激な気温上昇を意味するわけではないことに留意する。

Solar geoengineering has been suggested as a tool that might reduce damage from anthropogenic climate change. Analysis often assumes that geoengineering would be used to maintain a constant global mean temperature. Under this scenario, geoengineering would be required either indefinitely (on societal time scales) or until atmospheric CO2 concentrations were sufficiently reduced. Impacts of climate change, however, are related to the rate of change as well as its magnitude. We thus describe an alternative scenario in which solar geoengineering is used only to constrain the rate of change of global mean temperature; this leads to a finite deployment period for any emissions pathway that stabilizes global mean temperature. The length of deployment and amount of geoengineering required depends on the emissions pathway and allowable rate of change, e.g. in our simulations, reducing the maximum approximately 0.3°C per decade rate of change in an RCP 4.5 pathway to 0.1°C per decade would require geoengineering for 160 years; under RCP 6.0, the required time nearly doubles. We demonstrate that feedback control can limit rates of change in a climate model. Finally, we note that a decision to terminate use of solar geoengineering does not automatically imply rapid temperature increases: feedback could be used to limit rates of change in a gradual phase-out.

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